Трансформатор тока Советский патент 1977 года по МПК H01F38/30 

(54) ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

Изобретение может быть использовано для измерения силы тока в электрических цепях различных устройств. Известен трансформатор тока с корпусом-сердечником 1. В таком трансформаторе как измерительный, так и защитный сердечники расположены коаксиально трубе изолятора и по одной оси на определенном расстоянии один от другого. Однако в такой конструкции для самостоятельной измерительной катушки требуется относительно много места и материала, даже если требуемый коэффициент надежности прибора (например, 5) намного ниже, чем предельный коэффициент точности защитной катущки (например, а 75). При изготовлении такой измерительной катущки требуются дополнительные затраты на нарезание пластин сердечника и на их сборку, а также на наматывание первичной обмотки. В первичной и вторичной обмотках самостоятельной измерительной катущки значительно возрастают потери в меди, что вызывает дополнительный нагрев устройства. Целью изобретения является уменьщение потерь и расхода обмоточного провода. Это достигается тем, что предла1яемый трансфер матор снабжен дополниге-ньным магнитопро водом цилиндрической формы, а вторичная об мотка выполнена из двух частей, между которыми размещен дополнительный магнитапровод, установленный с зазорами в кольцевой выемке в осевом направлении. Части вторичной обмотки могут быть включены последовательно. К одной из частей вторичной обмотки, расположенной у изоляционного цилиндра, может быть подключен конденсатор. На фиг. 1 показан описываемый трансформатор тока, поперечный разрез; на фиг. 2 - принципиальная схема соединений в трансформаторе. Основной изолятор 1 трансформатора тока, выполненный в форме полой цилиндрической трубы, коаксиальн: окружен первичной обмоткой 2. Первичная обмотка расположена снаружи основного изолятора под внещней частью сердечника 3, по которому замыкается магнитная цепь. Сердечник 3 вместе со своими наружными ярмами 4 имеет вид полой цилиндрической трубы, в которой выполнена внутренняя кольцевая полость для размещения первичной обмотки 2. Внутренний стержень 5 измерительного сердечника расположен в трубе основного изолятора 1 и вместе со своими внутренними ярмами 6 образует конструкцию, имеющую форму катущки, через которую проходит аксиальный канал а. Этот канал действует как канал охлаждения В кольцевой полости конструкции на стержне 5 размещена измерительная обмотка 7, действующая как вторичная обмотка, которая с другой стороны окружена защитным сердечником 8. Кроме того, защитный сердечник 8 окружен защитной обмоткой 9, которая также действует как вторичная обмотка и наружная поверхность которой определяет внутреннюю поверхность трубы основного изолятора 1.

Осевые размеры первичной 2, защитной 9 и измерительной 7 обмоток одинаковы и эти обмотки размещены коаксиально друг против другя. Внещняя часть сердечника 3, служащая для замыкания магнитной цепи, со своими наружными ярмами 4 и стержень 5 измерительного сердечника со своими внутренними ярмами 6 соответственно имеют одинаковые осевые размеры и также расположены коаксиально друг против друга. Осевой размер внутрен}1ей части защитного сердечника 8, имеющей вид полой цилиндрической трубы и находящейся между измерительной 7 и защитной 9 обмотками, намного меньще их осевых размеров, так что между торцами защитного сердечника 8 и внутренними размерами ярем 6 образуется воздущный зазор б.

Таким образом, стержень 5 измерительного сердечника с его вторичной обмоткой 7 коаксиально размещен во внутренней части защитного сердечника 8, а вторичные обмотки 7 и 9 защитного сердечника 3, 6, 8 и измерительного сердечника 3, 5 соединены последовательно. 10 и 10 - выводы первичной обмотки 2 и 1Г - выводы защитной обмотки 9, де; у:ощей как вторичная обмотка, 12 и 12 выводы измерительной обмотки 7, служащей вторичной обмоткой. Измерительная нагрузка подключается к выводам 12 и вторичной обмотки 7 измерительной катущки, а защитная нагрузка - к выводам 11 и 12 последовательного соединения вторичных мобмоток 7 и 9. Измерительную нагрузку можно подключать также при помощи небольщого разделительного трансформатора, причем первичные выводы разделительного трансформатора подключаются к выводам 12 и 12 .

Если трансформатор тока работает при расчетном токе и номинальной нагрузке, то во вторичной обмотке 9 защитного сердечника 3,6,8 протекает расчетный вторичный ток и точность этого тока соответствует нормальной точности защитной катущки (кл. ЮР). Во вторичной измерительной обмотке 7 протекает небольщой выравнивающий ток, который, складываясь с током защитной вторичной обмотки 9, дает достаточно точную величину измеряемого тока (например, кл. 0,5). Таким образом, при генерировании измерительного тока потери в меди практически отсутствуют. Расход

мал вследствие небольших размеров поперечного сечения и небольшой длины. При токе короткого замыкания измерительный сердечник 5 насыщается и по измерительной обмотке 7 протекает ток защитной обмотки 9. Поэтому 5 измерительная обмотка 7 должна выдерживать величину теплового предела тока вторичной защитной обмотки 9.

На измерительную и защитную информации не оказывается влияния, если по той или иной причине измерительная или защитная нагруз. ка остается разомкнутой; независимо от этого подача другой информации не прекращается. Определяя емкость конденсатора 2 ,

С -VrW LC

где L с - ненагруженная индуктивность, измеренная по защитной обмотке, можно получить погрешности, практически не зависящие от нагрузки. Если измеряется ненагруженная индуктивность, то первичная обмотка 2 разомкнута, а измерительная обмотка 7 замыкается накоротко.

На практике конденсатор 2 помещают на основании (на чертеже не показано) трансформатора тока или на выходах 11 и 11 защитной обмотки (см. фиг. 2).

Части сердечника 3, 6, 7, а также 3 и 4 изготавливают путем радиальной укладки пластин. Внутреннюю часть защитного сердечника 8 можно также выполнять намоткой ленты с изоляцией между витками.

Формула изобретения

внещней, с кольцевыми выемками, обращенными друг к другу, в которых размещены первичная и вторичная обмотки, отличающийся тем, что, с целью уменьщения потерь и расхода обмоточного провода, трансформатор снабжен дополнительным магнитопроводом цилиндрической формы, а вторичная обмотка выполнена из двух частей, между которыми размещен дополнительный магнитопровод, установленный с зазорами в кольцевой выемке в осевом направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:j

10

-n

.1

Ji

r/

2c

Hh

S 9

72 A